Estudo do efeito da tensão sobre a permeação por Hidrogênio em Aços API 5L X60 e API 5L X65

Bruno Allison Araújo

Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB), Campus Cajazeiras Brasil

Reginaldo Florêncio de Paiva Filho

Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB), Campus Cajazeiras Brasil

Eudésio Oliveira Vilar

ORCID iD Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) Brasil

Misael Souto de Oliveira

ORCID iD Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) Brasil

Antônio Almeida Silva

http://orcid.org/0000-0002-7130-8542 Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) Brasil

Resumo

Sob as condições de operação, os dutos de transporte de óleo e gás podem estar submetidos a pressões elevadas e, ao mesmo tempo, sofrer o efeito de substâncias ácidas presentes nos hidrocarbonetos transportados, como o H2S, cuja ação isolada ou combinada com as tensões atuantes na estrutura pode gerar processos de degradação das propriedades mecânicas do material. Diante da importância do fenômeno, este trabalho tem como objetivo principal a realização de testes de permeação eletroquímica de hidrogênio em aços API 5L X60 e API 5L X65 sob condições de carregamento mecânico. Um dispositivo para a realização de testes de permeação eletroquímica de hidrogênio, em corpos de prova submetidos a tensões, foi empregado para a realização dos testes. Com isso, foi possível observar, experimentalmente, a influência da tensão sobre as propriedades de difusão da amostra durante o experimento. Através da aplicação de tensões da ordem de 20% do limite de escoamento dos aços, foi possível verificar o aumento da difusividade do aço API 5L X60. Além disso, verificou-se uma forte influência desse nível de carregamento sobre a permeabilidade, pois ocorreu um grande aumento da permeabilidade do aço API 5L X65. Os resultados indicam que a deformação no retículo cristalino, devido à solicitação mecânica imposta, tem grande influência sobre as propriedades de difusão dos materiais.

Palavras-chave


Aços API 5L X60 e API 5L X65; Fragilização por Hidrogênio; Permeação por Hidrogênio


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Referências


ALBUQUERQUE, M. C. S. Comportamento à Fadiga de Juntas Soldadas de Tubulações Marítimas Tratadas pela Técnica TIG Dressing. 2004. 190f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos)–Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2004.

ARAFIN, M. A.; SZPUNAR, J. A. Effect of bainitic microstructure on the susceptibility of pipeline steels to hydrogen induced cracking. Materials Science and Engineering A, n. 528, p. 4927–4940, 2011.

ARAÚJO, B. A. Avaliação do nível de tensão residual e susceptibilidade à fragilização por hidrogênio em juntas soldadas de aços API 5L X80 utilizados para transporte de petróleo e gás. 2013. 210 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais)–Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2013.

ASTM G148-97. Standard Practice for Evaluation of Hydrogen Uptake, Permeation, and Transport in Metals by an Electrochemical Technique. West Conshohocken, PA, USA: ASTM International, 2011.

CWIEK, J. Hydrogen assisted cracking of high-strength weldable steels in sea-water. Journal of Materials Processing Technology, n. 164–165, p. 1007-1013, 2005.

DEVANATHAN, M. A. V.; STACHURSKI, Z. The Adsorption and Diffusion of Electrolytic Hydrogen in Palladium. Proceedings of the Royal Society, v. 270, n. 1340, p. 90-102, Oct. 1962.

HEALTH & SAFETY EXECUTIVE. A Review of the Effects on the Hydrogen Embrittlement of High Strength Offshore Steels. OFFSHORE TECHNOLOGY REPORT – OTO, 056, 1999.

HUANG, Y. et al. Effect of Mechanical Deformation on Permeation of Hydrogen in Iron. ISIJ International, v. 43, n. 4, p. 548–554, 2003.

KIM, S. J; JUNG, H. G.; KIM, K. Y. Effect of tensile stress in elastic and plastic range on hydrogen permeation of high-strength steel in sour environment. Electrochimica Acta, n. 78, p. 139–146, 2012.

KIM, S. J. et al. Determination of Hydrogen Diffusion Parameters of Ferritic Steel from Electrochemical Permeation Measurement under Tensile Loads. Journal of The Electrochemical Society, v. 16, n. 12, p. E173-E181, 2014.

LUU, W. C.; WU, J. K. The influence of microstructure on Hydrogen transport in Carbon steels. Corrosion Science, v. 38, n. 2, p. 239-245, 1996.

OLIVEIRA, M. S. Desenvolvimento de um dispositivo para aplicação de esforços em corpos de prova de aços API utilizados no setor de petróleo e gás submetidos à permeação por Hidrogênio. 2014. 51f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial)–Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba, Cajazeiras, 2014.

VELASCO, J. A. C. Interação do hidrogênio com filmes passivos na célula eletroquímica de permeação. 2007. 92 f. Tese (Doutorado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais)–Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-03062015v1n37p18-26

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